一种制冷剂、应用其的压缩机和空调装置或热泵装置的制作方法

本发明属于制冷技术领域，具体涉及一种制冷剂、应用其的压缩机和空调装置或热泵装置。

背景技术：

随着环保趋势的日益严重，对于hfcs的“温室效应”，蒙特利尔议定书修订案要求一种既不破坏臭氧层又具有较低gwp值的制冷剂来替代目前高gwp制冷剂，并有效应用于空调系统中。为了在现有设备中用作直接替代物，替代物必须具有与设备设计使用的原工作流体相近或相符的特性，特别是在寻找用于冷却器应用中的r245fa的替代物中，期望考虑不饱和氟烃。不饱和氟烃具有零odp和显著低于目前使用中的现有制冷剂的gwp。

由于现有技术中的制冷设备采用的制冷剂的全球变暖潜能(gwp)值较高,臭氧消耗潜能(odp)高，导致产生温室效应的影响较大，破坏臭氧的程度严重等技术问题，因此本发明研究设计出一种制冷剂、应用其的压缩机和空调装置或热泵装置。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的制冷设备采用的制冷剂的全球变暖潜能(gwp)值较高，导致产生温室效应的影响较大的缺陷，从而提供一种制冷剂、应用其的压缩机和空调装置或热泵装置。

本发明提供一种制冷剂，其至少包括化合物：八氟二丁烯。

优选地，

所述八氟二丁烯为1,1,1,2,3,4,4,4-八氟-2-丁烯(cf3cf＝cfcf3)。

优选地，

还包括至少一种以下化合物：1,1,1,2,4,4,4-七氟-2-丁烯(cf3cf＝chcf3)；

2,3,3,4,4,4-六氟-1-丁烯(cf3cf2cf＝ch2)；

1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-2-戊烯(cf3cf＝chcf2cf3)；和

1,1,1,3,4,4,5,5,5-九氟-2-戊烯(cf3ch＝cfcf2cf3)。

本发明还提供一种制冷循环系统，其特征在于：

包括前任一项所述的制冷剂，包括制冷循环管路，所述制冷循环管路中通入所述制冷剂而进行循环流动。

优选地，

包括压缩机、冷凝器和蒸发器，所述压缩机、所述冷凝器和所述蒸发器依次串接在所述制冷循环管路中，所述压缩机中的制冷剂通过排气口连通进入所述冷凝器中，所述冷凝器的出口的制冷剂连通进入所述蒸发器中，所述蒸发器的出口的制冷剂连通进入所述压缩机中。

优选地，

所述冷凝器中还贯穿地设置有第一冷却介质管路，所述第一冷却介质管路中通入第一冷却介质，所述第一冷却介质在所述第一冷却介质管路中与所述冷凝器中的制冷剂进行换热；和/或，

所述蒸发器中还贯穿地设置有第二冷却介质管路，所述第二冷却介质管路中通入第二冷却介质，所述第二冷却介质在所述第二冷却介质管路中与所述蒸发器中的制冷剂进行换热；所述冷凝器与所述蒸发器之间的制冷循环管路上还设置有膨胀装置。

优选地，

包括压缩机、冷凝器和蒸发器，所述压缩机、所述冷凝器和所述蒸发器依次串接在所述制冷循环管路中，所述压缩机中的制冷剂通过排气口连通进入所述制冷循环管路中、然后所述制冷循环管路贯穿进入所述冷凝器中，而后所述制冷循环管路从所述冷凝器中贯穿出而进入所述蒸发器中，而后所述制冷循环管路从所述蒸发器中贯穿出而进入所述压缩机中。

优选地，

所述冷凝器中通入有第一冷却介质，所述第一冷却介质在所述冷凝器中与所述制冷循环管路中的制冷剂进行换热，且所述冷凝器包括第一冷却介质入口和第一冷却介质出口；和/或，

所述蒸发器中通入有第二冷却介质，所述第二冷却介质在所述蒸发器中与所述制冷循环管路中的制冷剂进行换热，且所述蒸发器包括第二冷却介质入口和第二冷却介质出口；所述冷凝器与所述蒸发器之间的制冷循环管路上还设置有膨胀装置。

本发明还提供一种空调装置，其包括前任一项所述的制冷循环系统。

本发明还提供一种热泵装置，其包括前任一项所述的制冷循环系统。

本发明还提供一种在空调装置或热泵装置中产生加热或冷却的方法，其中所述方法包括将前任一项所述的制冷剂引入到压缩机中，并经过冷凝器、蒸发器而返回所述压缩机。

优选地，所述压缩机为离心式压缩机；和/或，在所述制冷剂中还加入润滑剂，所述润滑剂包括链烷烃、环烷烃、芳烃、烷基芳烃、合成石蜡和环烷烃和聚α烯烃中的至少一种。

本发明提供的一种制冷剂、应用其的压缩机和空调装置或热泵装置具有如下有益效果：

本发明通过采用八氟二丁烯作为制冷剂，优选是1,1,1,2,3,4,4,4-八氟-2-丁烯(cf3cf＝cfcf3)(即r1318myy(z))，由于其具有稳定的化学键结构，体现出来其具有稳定的化学性质，不容易发生化学变化，且产生的热量很小，也不会破坏臭氧，环保制冷剂，具有低gwp、零odp，不易燃，有效解决了其他非环保制冷剂所带来的温室效应等问题，还有效解决了臭氧层破坏的问题；r1318myy(z)在冷却器中还能够提供良好的冷却性能，即良好的能量效率和合理的冷却容量。

附图说明

图1是本发明的使用r1318myy(z)的制冷循环系统的第一种实施方案的结构示意图；

图2是本发明的使用r1318myy(z)的制冷循环系统的第二种实施方案的结构示意图。

图中附图标记表示为：

1、第一冷却介质入口；2、第一冷却介质出口；3、第二冷却介质入口；4、第二冷却介质出口；5、冷凝器；6、蒸发器；7、压缩机；8、膨胀装置；9、第一冷却介质管路；10、第二冷却介质管路；100、制冷循环管路。

具体实施方式

如图1-2所示，本发明提供一种制冷剂，其至少包括化合物：八氟二丁烯。

本发明通过采用八氟二丁烯作为制冷剂，由于其具有稳定的化学键结构，体现出来其具有稳定的化学性质，不容易发生化学变化，且产生的热量很小，也不会破坏臭氧，环保制冷剂，具有低gwp、零odp，不易燃，有效解决了其他非环保制冷剂所带来的温室效应等问题，还有效解决了臭氧层破坏的问题；r1318myy(z)在冷却器中还能够提供良好的冷却性能，即良好的能量效率和合理的冷却容量。

优选地，

所述八氟二丁烯为1,1,1,2,3,4,4,4-八氟-2-丁烯(cf3cf＝cfcf3)。本发明通过采用八氟二丁烯作为制冷剂，优选是1,1,1,2,3,4,4,4-八氟-2-丁烯(cf3cf＝cfcf3)(即r1318myy(z))作为制冷剂，由于其具有稳定的化学键结构，体现出来其具有稳定的化学性质，不容易发生化学变化，且产生的热量很小，也不会破坏臭氧，环保制冷剂，具有低gwp、零odp，不易燃，有效解决了其他非环保制冷剂所带来的温室效应等问题，还有效解决了臭氧层破坏的问题；r1318myy(z)在冷却器中还能够提供良好的冷却性能，即良好的能量效率和合理的冷却容量。

本发明发现r1318myy(z)以提供所需参数(意指良好的能量效率和合理的冷却容量)以内的冷却性能，并且具有低gwp、零odp，并且不易燃。因此，根据本发明的一个实施方案，本文公开了装有制冷剂的冷却器设备，特征在于所述制冷剂为r1318myy(z)。所述冷却器设备包括用于在蒸发器中压缩产生的蒸气的压缩机。所述压缩机可为离心式压缩机或螺杆式压缩机。在另一个实施方案中，公开了用于在冷却器设备中制冷的方法，所述方法包括在待冷却主体附近的蒸发器中蒸发r1318myy(z)，从而制冷。在另一个实施方案中，公开了用于在冷却器设备中替代r245fa制冷剂的方法，所述方法包括向所述冷却器设备r1318myy(z)以替代被替代的制冷剂。

优选地，

还包括至少一种以下化合物：1,1,1,2,4,4,4-七氟-2-丁烯(cf3cf＝chcf3)；

2,3,3,4,4,4-六氟-1-丁烯(cf3cf2cf＝ch2)；

1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-2-戊烯(cf3cf＝chcf2cf3)；和

1,1,1,3,4,4,5,5,5-九氟-2-戊烯(cf3ch＝cfcf2cf3)。

本发明的组合物可包含上述单一化合物，或者可包含所述所述化合物的组合，或者，所述化合物可以以不同的构型异构体或立体异构体的形式存在。本发明意在包括所有的单一构型异构体、单一立体异构体或它们的任何组合。例如，1，3，3，3-四氟丙烯(hfc-1234ze)意指代表e-异构体、z-异构体或者这两种异构体以任何比例的任何组合或混合物。另一个实例是f12e，其代表着e-异构体、z-异构体或者这两种异构体以任何比例的任何组合或混合物。

本发明通过进一步包括上述的组合物，使得制冷剂混合物具有更优的零或低臭氧耗减潜能和低全球变暖潜能(gwp)。本发明的氟代烯烃或本发明氟代烯烃与其它制冷剂的混合物，其全球变暖潜能会比目前使用的许多氢氟烃制冷剂要小。本发明的一个方面是提供全球变暖潜能小于1000、小于500、小于150、小于100或小于50的制冷剂。本发明的另一个方面是通过向制冷剂混合物加入氟代烯烃来减少所述混合物的净gwp。

作为组合或混合物的本发明组合物可通过任何便利的方法将所需量的各个成分进行混合来制备。优选的方法是称取所需的各成分量，然后将各成分在适当的容器中进行混合。如有需要可采用搅动操作。

本发明还提供一种制冷循环系统，其包括前任一项所述的制冷剂，包括制冷循环管路100，所述制冷循环管路中通入所述制冷剂而进行循环流动。采用八氟二丁烯作为制冷循环系统的制冷剂，优选是1,1,1,2,3,4,4,4-八氟-2-丁烯(cf3cf＝cfcf3)(即r1318myy(z))作为制冷剂，由于其具有稳定的化学键结构，体现出来其具有稳定的化学性质，不容易发生化学变化，且产生的热量很小，也不会破坏臭氧，环保制冷剂，具有低gwp、零odp，不易燃，有效解决了其他非环保制冷剂所带来的温室效应等问题，还有效解决了臭氧层破坏的问题；r1318myy(z)在冷却器中还能够提供良好的冷却性能，即良好的能量效率和合理的冷却容量。

实施方式一，如图1所示，优选地，

包括压缩机7、冷凝器5和蒸发器6，所述压缩机7、所述冷凝器5和所述蒸发器6依次串接在所述制冷循环管路100中，所述压缩机7中的制冷剂通过排气口连通进入所述冷凝器5中，所述冷凝器5的出口的制冷剂连通进入所述蒸发器6中，所述蒸发器6的出口的制冷剂连通进入所述压缩机7中。这是本发明的溢流式蒸发器的优选结构形式，制冷量高于700kw的冷却器通常使用溢流式蒸发器，其中蒸发器和冷凝器中的制冷剂围绕旋管或其它导管以冷却介质(即制冷剂在壳程上)。溢流式蒸发器需要更高的制冷剂负荷，但是可产生更近的接近温度，并且效率更高。

优选地，第一冷却介质管路9中通入第一冷却介质，所述第一冷却介质在所述第一冷却介质管路9中与所述冷凝器5中的制冷剂进行换热；和/或，

所述蒸发器6中还贯穿地设置有第二冷却介质管路10，所述第二冷却介质管路10中通入第二冷却介质，所述第二冷却介质在所述第二冷却介质管路10中与所述蒸发器6中的制冷剂进行换热；所述冷凝器5与所述蒸发器6之间的制冷循环管路100上还设置有膨胀装置8。

本发明公开涉及蒸气压缩冷却器。此类蒸气压缩冷却器可为图1中所示的溢流式蒸发冷却器或图2中所示的直接膨胀式冷却器。溢流式蒸发冷却器和直接膨胀式冷却器可以是气冷的或水冷的。在其中冷却器为水冷式的实施方案中，此类冷却器一般与冷却塔相联合，所述冷却塔用于排出来自系统的热量。在其中冷却器为气冷式的实施方案中，所述冷却器配备有制冷剂至空气翅式管冷凝器旋管和风扇，以排出来自系统的热量。气冷式冷却器系统一般比同等制冷量的包括冷却塔和水泵的水冷式冷却器系统更加经济。然而，在许多运转条件下，水冷式系统由于更低的冷凝温度而更加有效。

包括溢流式蒸发冷却器和直接膨胀式冷却器的冷却器可与空气处理和分配系统耦合以向大型商业建筑物(包括宾馆、办公楼、医院、大学等)提供舒适的空调(制冷和空气除湿)。在另一个实施方案中，已发现冷却器(尤其是气冷直接膨胀式冷却器)在海军潜艇和海军水面舰艇中的额外用途。

如图1，在该冷却器中，第二冷却介质为包含水的液体，以箭头所示进入冷却系统(例如建筑物冷却系统)的冷却器，穿过具有入口和出口的蒸发器6中的第二冷却介质管路10。温热的第二冷却介质被递送到蒸发器中，它在其中被示于蒸发器下部的液体r1318myy(z)制冷剂冷却。所述液体r1318myy(z)制冷剂在低于流动通过第二冷却介质管路10的温热第一冷却介质温度的温度下蒸发。如箭头所示，冷却的第二冷却介质经由第二冷却介质管路10的返回部分重新循环回到建筑物冷却系统中。图1中蒸发器6下部所示的液体r1318myy(z)制冷剂蒸发并进入到压缩机7中，该压缩机使制冷剂r1318myy(z)蒸气的压力和温度升高。所述压缩机压缩此蒸气，使得在冷凝器5中，它可在比制冷剂蒸气离开蒸发器时的压力和温度更高的压力和温度下冷凝。在水冷式冷却器的情况下为液体的第一冷却介质自图1箭头处的冷却塔，经由冷凝器5的第一冷却介质管路9进入冷凝器中。所述第一冷却介质在进程中升温，并且经由第一冷却介质管路9归返回路和箭头返回至冷却塔或至环境中。该第一冷却介质使冷凝器中的r1318myy(z)蒸气冷却，并将蒸气冷凝为液体r1318myy(z)，使得如图1所示的冷凝器下部存在液体r1318myy(z)。冷凝器中冷凝的液体r1318myy(z)穿过膨胀装置8流回到蒸发器中，该膨胀装置可为孔口、毛细管或膨胀阀。膨胀装置8降低了液体r1318myy(z)制冷剂的压力，并且将液体r1318myy(z)制冷剂部分地转化为蒸气，换句话讲，当冷凝器与蒸发器之间的压力降低时，液体制冷剂瞬间气化。在蒸发器压力下，瞬间气化使制冷剂(即液体制冷剂和制冷剂蒸气)冷却至饱和温度以便液体制冷剂和制冷剂蒸气同时存在于蒸发器中。

第二实施方式，如图2所示，优选地，

包括压缩机7、冷凝器5和蒸发器6，所述压缩机7、所述冷凝器5和所述蒸发器6依次串接在所述制冷循环管路100中，所述压缩机7中的制冷剂通过排气口连通进入所述制冷循环管路100中、然后所述制冷循环管路100贯穿进入所述冷凝器5中，而后所述制冷循环管路100从所述冷凝器5中贯穿出而贯穿进入所述蒸发器6中，而后所述制冷循环管路100从所述蒸发器6中贯穿出而进入所述压缩机7中。

优选地，

所述冷凝器5中通入有第一冷却介质，所述第一冷却介质在所述冷凝器5中与所述制冷循环管路中的制冷剂进行换热，且所述冷凝器5包括第一冷却介质入口1和第一冷却介质出口2；和/或，

所述蒸发器6中通入有第二冷却介质，所述第二冷却介质在所述蒸发器6中与所述制冷循环管路中的制冷剂进行换热，且所述蒸发器6包括第二冷却介质入口3和第二冷却介质出口4；所述冷凝器5与所述蒸发器6之间的制冷循环管路100上还设置有膨胀装置8。

这是本发明的直接膨胀式(dx)冷却器的优选结构形式，制冷量低于700kw的冷却器一般使用这样的蒸发器，其中制冷剂在管内流动并且冷却介质位于蒸发器和冷凝器中并围绕管道，即冷却介质在壳程上。此类冷却器被称为直接膨胀式(dx)冷却器。水冷式直接膨胀式冷却器示于图2中。在如图2所示的冷却器中，第二液体冷却介质为温热流体诸如温水，其从第二冷却介质入口3处进入蒸发器6中。大多数液体制冷剂r1318myy(z)(含有少量制冷剂蒸气)在箭头处进入蒸发器中并蒸发，从而转化为蒸气。因此，第二液体冷却介质在蒸发器中被冷却，冷却的第二液体冷却介质从第二冷却介质出口4处离开蒸发器并被送至待冷却主体，例如建筑物。在图2的该实施方案中，该冷却的第二液体冷却介质冷却建筑物或其它待冷却主体。该制冷剂r1318myy(z)蒸气在箭头4处离开蒸发器，并且送至压缩机7中，其中它被压缩并且作为高温高压的制冷剂蒸气离开。该制冷剂蒸气穿过冷凝器旋管进入冷凝器5。所述制冷剂蒸气由冷凝器内的第一液体冷却介质如水冷却，并且变成液体。该第一液体冷却介质穿过冷凝器第一冷却介质入口1进入冷凝器中。该第一液体冷却介质吸取来自冷凝制冷剂蒸气的热量，冷凝制冷剂蒸气变为液体制冷剂，这温热了冷凝器中的第一液体冷却介质。第一液体冷却介质通过冷凝器第一冷却介质出口2离开。冷凝的制冷剂液体通过如图2所示的较低的旋管离开冷凝器并流过膨胀装置8，所述膨胀装置可为孔口、毛细管或膨胀阀。膨胀装置8降低液体制冷剂的压力。由于膨胀而产生的少量蒸气与液体制冷剂一起穿过旋管进入蒸发器中，并且反复循环。

本发明还提供一种空调装置或热泵装置，其包括前任一项所述的制冷循环系统。本发明由于采用八氟二丁烯作为制冷循环系统的制冷剂，优选是1,1,1,2,3,4,4,4-八氟-2-丁烯(cf3cf＝cfcf3)(即r1318myy(z))作为制冷剂，由于其具有稳定的化学键结构，体现出来其具有稳定的化学性质，不容易发生化学变化，且产生的热量很小，也不会破坏臭氧，环保制冷剂，具有低gwp、零odp，不易燃，有效解决了其他非环保制冷剂所带来的温室效应等问题，还有效解决了臭氧层破坏的问题；r1318myy(z)在冷却器中还能够提供良好的冷却性能，即良好的能量效率和合理的冷却容量。

本发明还提供一种在空调装置或热泵装置中产生加热或冷却的方法，其所述方法包括将前任一项所述的制冷剂引入到压缩机中，并经过冷凝器、蒸发器而返回所述压缩机。由于采用八氟二丁烯作为制冷循环系统的制冷剂，优选是1,1,1,2,3,4,4,4-八氟-2-丁烯(cf3cf＝cfcf3)(即r1318myy(z))作为制冷剂，由于其具有稳定的化学键结构，体现出来其具有稳定的化学性质，不容易发生化学变化，且产生的热量很小，也不会破坏臭氧，环保制冷剂，具有低gwp、零odp，不易燃，有效解决了其他非环保制冷剂所带来的温室效应等问题，还有效解决了臭氧层破坏的问题；r1318myy(z)在冷却器中还能够提供良好的冷却性能，即良好的能量效率和合理的冷却容量。

优选地，所述压缩机为离心式压缩机；和/或，在所述制冷剂中还加入润滑剂，所述润滑剂包括链烷烃、环烷烃、芳烃、烷基芳烃、合成石蜡和环烷烃和聚α烯烃中的至少一种。

蒸气压缩冷却器可根据它们所用的压缩机类型来辨别。在一个实施方案中，r1318myy(z)可用于离心式冷却器中，所述离心式冷却器是利用离心式压缩机的冷却器。离心式压缩机使用旋转元件来径向加速制冷剂，并且通常包括封装于壳体中的叶轮和扩散器。离心式压缩机通常在叶轮入口处或循环叶轮的中心入口处吸入流体，并且将其径向离心加速。一定的静压升出现于叶轮中，但是大多数压升出现于壳体的扩散器段，其中速度被转化成静压。每个叶轮-扩散器组为压缩机的一级。离心式压缩机可由1至12级或更多的级组成，这取决于所需的最终压力以及待处理的制冷剂体积。

压缩机的压力比率或压缩比为绝对出口压力与绝对入口压力的比率。由离心式压缩机递送的压力在较宽的容量范围内几乎是恒定的。离心式压缩机可产生的压力取决于叶轮的端速。端速是在叶轮顶端处测定的叶轮速度，并且与叶轮直径及其每分钟转速相关。离心式压缩机的容量由通过叶轮的通道尺寸决定。这使得压缩机的尺寸比容量更依赖于所需的压力。

实施例

表1示出了在典型用于离心式冷却器的条件下，r1318myy(z)相比于r245fa的性能。在表1中，q_v为体积容量，从表1中可以看出，本发明的新型制冷剂r1318myy(z)的q_v值要大于r245fa的q_v值，因此本发明的新型制冷剂r1318myy(z)能够相比于r245fa提高压缩效率和制冷循环效率。

表1

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。